(57)【要約】【課題】低コスト化を図る。【解決手段】反射屈折系の投影光学系を有する露光装置と屈折系の投影光学系を有する露光装置のいずれにおいても、基準マークＭ１１〜Ｍ２６及びアライメントマークの像Ｓ１１ａ〜Ｓ２８ａの一部を用いたレチクルの位置合わせを行うことができるので、両露光装置において同一のレチクルを共用することが可能となる。これにより、各露光装置毎に別々のレチクルを用意する必要がないので、低コスト化を図ることが可能となる。【選択図】図８
2007025011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置で用いられるマスクであって、
原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する第１のタイプの露光装置、及び原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する第２のタイプの露光装置で、各投影光学系の像面側にそれぞれ配置される基準マークの配置のいずれにも対応するアライメントマークを有するマスク。
【請求項２】
マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置で用いられるマスクであって、
原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する第１の露光装置、及び原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する第２の露光装置で、各投影光学系の像面側にそれぞれ配置される空間像計測用のスリットのいずれにも対応するアライメントマークを有するマスク。
【請求項３】
前記第２のタイプの露光装置では、前記正立像が前記原パターンに対して線対称であることを特徴とする請求項１又は２に記載のマスク。
【請求項４】
前記露光装置に配置される際の向きを検出するための検出用マークを更に有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のマスク。
【請求項５】
マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置であって、
前記パターンの像を像面上に投影する投影光学系と；
前記投影光学系の像面側に配置され、原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する第１のタイプの露光装置で用いられる第１マスクに形成されたマーク配置と、原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する第２のタイプの露光装置で用いられる第２マスクに形成されたマーク配置と、のいずれにも対応するように配置された基準マークを有する基準部材と；を備える露光装置。
【請求項６】
マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置であって、
前記パターンの像を像面上に投影する投影光学系と；
前記投影光学系の像面側に配置され、原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する第１のタイプの露光装置で用いられる第１マスクに形成されたマーク配置と、原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する第２のタイプの露光装置で用いられる第２マスクに形成されたマーク配置と、のいずれにも対応するように配置された空間像計測用スリットを有する空間像計測装置と；を備える露光装置。
【請求項７】
原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する、前記投影光学系の像面側に第１の基準マークが配置された第１のタイプの露光装置、及び原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する、前記投影光学系の像面側に前記第１の基準マークと同一の配列の第２の基準マークが配置された第２のタイプの露光装置のいずれかを用いて、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光方法において、
前記第１のタイプの露光装置を用いた露光と、前記第２のタイプの露光装置を用いた露光とでは、前記マスクを水平面内で１８０°回転することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマスク、露光装置及び露光方法に係り、更に詳しくは、マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置で用いられるマスク、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子（集積回路等）、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するリソグラフィ工程では、最近、実質的に露光波長を短くして、かつ空気中に比べて焦点深度を大きく（広く）する方法として、液浸法を利用した露光装置が、注目されるようになってきた（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
このような液浸法を利用した露光装置では、開口数が実質的に増大することに伴いレチクル側の開口が大きくなるため、レンズのみで構成する屈折光学系を採用すると、投影光学系の小型化を維持した状態でペッツヴァルの条件を満足することが困難となるので、投影光学系の大型化を避けるために、投影光学系として反射屈折系（カタディ・オプトリック系）を用いることが提案されている。
【０００４】
しかるに、このような反射屈折系の投影光学系と、現在製品化されている露光装置で用いられている屈折系の投影光学系とでは、レチクル上に同一のパターンが形成されている場合であっても、投影像の向きが異なって形成されることがある。
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上述した事情の下になされたものであり、第１の観点からすると、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系を介して物体（Ｗ）上に転写する露光装置で用いられるマスクであって、原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する第１のタイプの露光装置（１００Ｂ）、及び原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する第２のタイプの露光装置（１００Ａ）で、各投影光学系（ＰＬ’、ＰＬ）の像面側にそれぞれ配置される基準マーク（Ｍ１１〜Ｍ２６）の配置のいずれにも対応するアライメントマーク（Ｓ１１〜Ｓ２８）を有する第１のマスクである。
【０００７】
これによれば、第１のタイプの露光装置と第２のタイプの露光装置のいずれにおいても、基準マークとアライメントマークとを用いたマスクの位置合わせを行うことができるので、両タイプの露光装置においてマスクを共用することができる。
【０００８】
本発明は、第２の観点からすると、マスク（Ｒ）に形成されたパターンを投影光学系（ＰＬ）を介して物体上（Ｗ）に転写する露光装置で用いられるマスクであって、原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する第１の露光装置（１００Ｂ）、及び原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する第２の露光装置（１００Ａ）で、各投影光学系（ＰＬ’、ＰＬ）の像面側にそれぞれ配置される空間像計測用のスリット（ＳＬ１、ＳＬ２）のいずれにも対応するアライメントマーク（ＡＳ１〜ＡＳ４、ＡＳ１’〜ＡＳ４’）を有する第２のマスクである。
【０００９】
これによれば、第１のタイプの露光装置と第２のタイプの露光装置のいずれにおいても、スリットを用いたアライメントマークの像計測結果を利用してマスクの位置合わせを行うことができるので、両タイプの露光装置においてマスクを共用することができる。
【００１０】
本発明は第３の観点からすると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置であって、前記パターンの像を像面上に投影する投影光学系（ＰＬ）と；前記投影光学系の像面側に配置され、原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する第１のタイプの露光装置で用いられる第１マスクに形成されたマーク配置と、原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する第２のタイプの露光装置で用いられる第２マスクに形成されたマーク配置と、のいずれにも対応するように配置された基準マークを有する基準部材（ＦＭ１、ＦＭ２）と；を備える第１の露光装置である。
【００１１】
これによれば、いずれのマスクであっても、基準マークとマスクに形成されたマークとを用いてマスクの位置あわせを行うことが可能となる。
【００１２】
本発明は第４の観点からすると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置であって、前記パターンの像を像面上に投影する投影光学系（ＰＬ）と；前記投影光学系の像面側に配置され、原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する第１のタイプの露光装置で用いられる第１マスクに形成されたマーク配置と、原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する第２のタイプの露光装置で用いられる第２マスクに形成されたマーク配置と、のいずれにも対応するように配置された空間像計測用スリットを有する空間像計測装置と；を備える第２の露光装置である。
【００１３】
これによれば、いずれのマスクにおいても、空間像計測用スリットを用いてマスクに形成されたマークの像を計測した結果を利用してマスクの位置あわせを行うことができる。
【００１４】
本発明は第５の観点からすると、原パターンに対して所定の投影倍率の倒立像を投影光学系の像面上に形成する、前記投影光学系の像面側に第１の基準マークが配置された第１のタイプの露光装置、及び原パターンに対して所定の投影倍率の正立像を投影光学系の像面上に形成する、前記投影光学系の像面側に前記第１の基準マークと同一の配列の第２の基準マークが配置された第２のタイプの露光装置のいずれかを用いて、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光方法において、前記第１のタイプの露光装置を用いた露光と、前記第２のタイプの露光装置を用いた露光とでは、前記マスクを水平面内で１８０°回転することを特徴とする露光方法である。
【００１５】
これによれば、倒立像が像面上に形成される第１のタイプの露光装置で用いられるマスクであっても、正立像が像面上に形成される第２のタイプの露光装置で１８０°回転して用いることにより、両装置において同一の配置で基準マークが配列されているので、マスクの位置合わせを行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図１０（Ｄ）に基づいて説明する。図１には、本第１の実施形態に係る露光装置１００Ａの構成が概略的に示されている。この露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置である。
【００１７】
露光装置１００Ａは、照明系１０、該照明系１０から射出される露光用照明光ＩＬにより照明されるレチクルＲを保持して所定の走査方向（ここでは、図１における紙面直交方向であるＹ軸方向とする）に移動するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲのパターンをウエハＷ上に投影する投影光学系ＰＬを含む投影ユニットＰＵ、ウエハＷを保持して水平面（ＸＹ平面内）を移動するウエハステージＷＳＴを含むステージ装置１５０、並びにこれらを制御する制御系等を備えている。
【００１８】
前記照明系１０は、例えば特開平６−３４９７０１号公報（対応する米国特許第５，５３４，９７０号）などに開示されるように構成され、この照明系１０では、レチクルブラインドで規定されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域をエネルギビームとしての照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。ここで、照明光ＩＬとしては、一例としてＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
【００１９】
前記レチクルステージＲＳＴ上には、レチクルＲが載置され、不図示のバキュームチャック等を使って吸着保持されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ方式のレチクルステージ駆動系４８によって、水平面（ＸＹ平面）内で微小駆動可能であるとともに、走査方向に所定ストローク範囲で走査される。レチクルステージＲＳＴの位置は、レチクルステージＲＳＴの鏡面加工された側面（反射面）を使って外部のレチクルレーザ干渉計５３によって計測される。
【００２０】
本実施形態では、前記投影ユニットＰＵは、図１に示されるようにレチクルステージＲＳＴの下方に配置されている。投影ユニットＰＵは、鏡筒１４０と、該鏡筒１４０内に所定の位置関係で保持された複数の光学素子を有する投影光学系ＰＬとを含む。また、投影光学系ＰＬとしては、反射屈折系（カタディ・オプトリック系）が用いられている。
【００２１】
図２には、投影光学系ＰＬの構成例が、レチクルＲ（レチクルステージＲＳＴ）及びウエハＷ（ウエハステージＷＳＴ）とともに示されている。この投影光学系ＰＬは、前述の鏡筒１４０の内部に、所定の位置関係で配置された３つの結像光学系Ｇ１〜Ｇ３等を含み、全体として縮小光学系（投影倍率は、例えば１／４、１／５、又は１／８倍）である。
【００２２】
投影光学系ＰＬは、レチクルＲに形成されたパターンの一次像を形成する屈折型の第１結像光学系Ｇ１と、当該一次像を再結像して二次像を形成する反射屈折型の第２結像光学系Ｇ２と、当該二次像をウエハ上に再結像して最終像を形成する第３結像光学系Ｇ３とを備える。第１結像光学系Ｇ１と第２結像光学系Ｇ２との間の光路中及び第２結像光学系Ｇ２と第３結像光学系Ｇ３との間の光路中には、光路折曲げ鏡１５が配置される。第１結像光学系Ｇ１の光軸ＡＸ１と第３結像光学系Ｇ３の光軸ＡＸ３とは共軸であり、これらの光軸ＡＸ１，ＡＸ３と第２結像光学系Ｇ２の光軸ＡＸ２とは一点で交差する。この交差点には、光路折曲げ鏡１５が有する２つの反射面の仮想的な頂点（稜線）が位置する。
【００２３】
投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、終端光学素子１９１を除く、最もウエハに近い位置に配置された光学素子である境界レンズ１９２（以下、適宜、「光学素子１９２」とも記述する）は、レチクル側に凸面を有する。換言すれば、境界レンズ１９２のレチクル側の面は、正の屈折力を有する。そして、境界レンズ１９２とウエハＷとの間の光路中には、平行平面板から成る終端光学素子１９１が配置されている。さらに、境界レンズ１９２と終端光学素子１９１との間の光路および終端光学素子１９１とウエハＷとの間の光路は、図１に示される鏡筒１４０の下端部に設けられた液浸装置７０により、１．１よりも大きい屈折率を有する液体Ｌｑ２、Ｌｑ１で満たされている。本実施形態では、ＡｒＦエキシマレーザ光すなわち波長１９３ｎｍの照明光ＩＬに対する屈折率が１．４４の純水で満たされている。純水はＡｒＦエキシマレーザ光のみならず、例えば水銀ランプから射出される紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）も透過可能である。
【００２４】
図１に戻り、前記ステージ装置１５０は、不図示のベース盤と、該ベース盤の上方に非接触で支持されたウエハステージＷＳＴ及び計測ステージＭＳＴと、これらのステージＷＳＴ、ＭＳＴの位置を計測する干渉計システム（不図示）と、リニアモータ等を使ってステージＷＳＴ、ＭＳＴを駆動するステージ駆動系（不図示）と、を備えている。
【００２５】
ステージＷＳＴ、ＭＳＴのそれぞれは、ステージ駆動系によって、ＸＹ面内で互いに独立して駆動（θｚ回転を含む）され、ウエハステージＷＳＴ、及び計測ステージＭＳＴのステージ移動面（ＸＹ平面）内の位置、及び各座標軸回りの回転位置は、干渉計システムにより検出される。干渉計システムの計測値は、不図示の制御装置に送られ、制御装置は、干渉計システムの計測値に基づいてステージ駆動系を介してウエハステージＷＳＴ、及び計測ステージＭＳＴの位置（及び速度）を制御する。前記ウエハステージＷＳＴ上には、不図示の真空吸着機構などを使ってウエハＷが保持されている。
【００２６】
前記計測ステージＭＳＴには、各種計測用部材が設けられており、例えば、図３に示されるような基準マーク板ＦＭ１が設けられ、その一部には、後述するレチクルアライメント用の基準マークＭ１１〜Ｍ１６、Ｍ２１〜Ｍ２６及びレチクルアライメントを行う前のラフ計測を行うためのマークＭＳ１、ＭＳ２、及び投影光学系ＰＬにより投影されるパターンの空間像（投影像）の光強度を計測する空間像計測器の一部を構成するスリットＳＬ１、ＳＬ２が形成されている。基準マーク板ＦＭの裏面側（計測ステージＭＳＴの内部）には、スリットＳＬ１、ＳＬ２に対応して２つの空間像計測器ＡＩＳ１、ＡＩＳ２が設けられている。空間像計測器ＡＩＳ１，ＡＩＳ２のそれぞれは、ＣＣＤ等を含む受光部を有し、スリットＳＬ１、ＳＬ２を通過した光の光量を検出する。
【００２７】
なお、計測ステージＭＳＴには、その他、例えば、特開平６−２９１０１６号公報（対応する米国特許第５，７２１，６０８号）などに開示される投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光する所定面積の受光部を有する照度モニタや、特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号）などに開示される投影光学系ＰＬの像面上で照明光ＩＬを受光するピンホール状の受光部を有する照度むらセンサ、及び国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応する欧州特許第１，０７９，２２３号明細書）などに開示される波面収差計測器などが設けられていても良い。
【００２８】
図１に戻り、レチクルＲの上方には、投影光学系ＰＬを介してレチクルＲ上のレチクルアライメントマークとこれらに対応する前述の計測ステージＭＳＴ上の基準マーク板ＦＭ１に設けられた基準マークとの位置関係を検出する一対の画像検出方式のレチクルアライメント系（ＶＲＡ；Video Reticle Alignment）ＲＡａ，ＲＡｂがＸ軸方向に所定間隔を隔てて設けられている。
【００２９】
このレチクルアライメント系ＲＡａ，ＲＡｂは、基準マーク板ＦＭ１上の基準マークとレチクルＲ上のレチクルアライメントマーク（これについては後述する）の相対位置のずれから、レチクルアライメントマークのステージ座標系上でのＸＹ座標を求めることができる。また、２つのレチクルアライメント系ＲＡａ、ＲＡｂを用いて同時計測することにより、レチクルＲの水平面内における回転を計測することも可能となっている。
【００３０】
上記のように構成される露光装置１００Ａでは、図４（Ａ）に示されるように、レチクルＲ上に例えばアルファベットＦで示されるようなパターンが形成されていた場合には、その左右が反転してウエハＷ上に投影されるようになっている（Ｙ軸に関して線対称となっている）。すなわち、上下方向には反転しない正立像が投影されることになる。
【００３１】
図５には、屈折系の投影光学系を有する露光装置１００Ｂが示されている。この図６に示される露光装置１００Ｂは、投影ユニットＰＵ’の構成、及び計測ステージが設けられていない点以外は、図１の露光装置１００Ａと同様となっている。前記投影ユニットＰＵ’は複数のレンズを有する屈折系の投影光学系ＰＬ’を内部に有しており、液浸機構７０は有していない。
【００３２】
図５の露光装置１００Ｂにおいては、計測ステージが設けられていないことから、ウエハステージＷＳＴ上に基準マーク板ＦＭ２が設けられている。この基準マーク板ＦＭ２には、図６に示されるように、前述した図４に示される基準マーク板ＦＭ１と同一の配列でマークＭ１１’〜Ｍ２６’及び空間像計測装置用のスリットＳＬ１’、ＳＬ２’が形成されている。このスリットＳＬ１’、ＳＬ２’の下側（ウエハステージＷＳＴの内部）には、２つの空間像計測器ＡＩＳ１’、ＡＩＳ２’が設けられている。
【００３３】
このように構成される露光装置１００Ｂでは、レチクルＲ上に形成されたパターンの投影像は、図４（Ｂ）に示されるように左右が反転するとともに、上下が反転した倒立像となる。この投影像は、図１の露光装置１００Ａの投影像（図４（Ａ）の右側の図）と比較して上下が反転していることが分かる。
【００３４】
次に、図１の反射屈折系の露光装置１００Ａ及び図５の屈折系の露光装置１００Ｂのいずれにも用いられる、本実施形態の検査用レチクルＲ１を、図７に基づいて説明する。
【００３５】
この検査用レチクルＲ１は、その中央部に矩形のパターン領域ＰＡを有し、その内部には左右対称かつ上下対称のパターンが形成されている。また、パターン領域ＰＡの＋Ｘ側近傍及び−Ｘ側近傍には、レチクルＲ１をラフに位置決めするための一対のラフ計測用マークＳＡ１、ＳＡ２が設けられている。更に、ラフ計測用マークＳＡ１の＋Ｙ側には、４つのアライメントマークＳ１１〜Ｓ１４が等間隔で設けられ、−Ｙ側には、４つのアライメントマークＳ１５〜Ｓ１８が等間隔で設けられている。また、ラフ計測マークＳＡ２の＋Ｙ側には上記アライメントマークＳ１１〜Ｓ１４それぞれと対をなす状態で４つのアライメントマークＳ２１〜Ｓ２４が等間隔で設けられ、−Ｙ側には上記アライメントマークＳ１５〜Ｓ１８と対をなす状態で４つのアライメントマークＳ２５〜Ｓ２８が等間隔で設けられている。
【００３６】
このようなレチクルＲ１によると、図１の反射屈折系の露光装置１００Ａでは、レチクルＲ１の投影像は左右反転するのみなので（図４（Ａ）参照）、アライメントマークＳ１１〜Ｓ２８は、図８（Ａ）の右図に示されるような配置で投影光学系ＰＬの像面上に投影される（図８（Ａ）では、投影像には、符号の最後に「ａ」を付して示している）。この場合に、レチクルアライメントに際しては、基準マーク板ＦＭ１上にアライメントマークの像が投影されるので、レチクルアライメント系ＲＡａ、ＲＡｂを用いて、各基準マークと、各基準マークに対応する位置に投影されるアライメントマークの像とを投影光学系ＰＬ（又はＰＬ’）を介して同時に計測し、両マークのずれを計測する。従って、露光装置１００Ａでは、レチクルアライメント系ＲＡａで、基準マークＭ１１とアライメントマークＳ１１の像Ｓ１１ａ、レチクルアライメント系ＲＡｂで、基準マークＭ２１とアライメントマークＳ２１の像Ｓ２１ａを同時に計測する。次いで、計測ステージＭＳＴ及びレチクルステージＲＳＴを所定距離だけＹ軸方向に移動し、レチクルアライメント系ＲＡａで、基準マークＭ１２とアライメントマークＳ１３の像Ｓ１３ａ、レチクルアライメント系ＲＡｂで、基準マークＭ２２とアライメントマークＳ２３の像Ｓ２３ａを同時に計測する。以降、順次両ステージをＹ軸方向に移動しつつ、基準マークとこれに対応するアライメントマークの像とを計測することによりレチクルアライメントが行われる。
【００３７】
一方、図５の屈折系の露光装置１００Ｂでは、レチクルＲ１の投影像は左右反転するとともに、上下も反転するので（図４（Ｂ）参照）、アライメントマークＳ１１〜Ｓ２８は、図８（Ｂ）の右図に示されるように投影される（図８（Ｂ）においても、投影像には、符号の最後に「ａ」を付して示している）。従って、この場合には、レチクルアライメント系ＲＡａで、基準マークＭ１１’とアライメントマークＳ１８の像Ｓ１８ａ、レチクルアライメント系ＲＡｂで、基準マークＭ２１’とアライメントマークＳ２８の像Ｓ２８ａを同時に計測する。次いで、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴを所定距離だけＹ軸方向逆向きに移動し、レチクルアライメント系ＲＡａで、基準マークＭ１２’とアライメントマークＳ１６の像Ｓ１６ａ、レチクルアライメント系ＲＡｂで、基準マークＭ２２’とアライメントマークＳ２６の像Ｓ２６ａを同時に計測する。以降、順次両ステージをＹ軸方向逆向きに移動しつつ、基準マークとこれに対応するアライメントマークの像とを計測することによりレチクルアライメントが行われるようになっている。
【００３８】
ここで、各露光装置１００Ａ，１００Ｂでは、上述したようにレチクルアライメントに用いるアライメントマークの像が異なる（露光装置１００Ａでは、Ｓ１３ａ、Ｓ１７ａ、Ｓ２３ａ、Ｓ２７ａを用いているのに対し、露光装置１００Ｂでは、Ｓ１２ａ，Ｓ１６ａ、Ｓ２４ａ、Ｓ２６ａを用いている）ので、各露光装置の制御装置では、用いるアライメントマークを考慮して、計測ステージ又はウエハステージの位置決めを行うようにする。
【００３９】
ところで、レチクルＲ１には、実際には（前述した図７では説明の便宜上不図示であったが）図９に示されるように、パターン領域ＰＡの＋Ｙ側近傍及び−Ｙ側近傍に、前述した空間像計測器ＡＩＳ１、ＡＳＩ２、ＡＩＳ１’ＡＩＳ２’によってその投影像が計測される、レチクルアライメントマーク（以下、ＡＩＳ−ＲＡマークと呼ぶ）が設けられている。このＡＩＳ−ＲＡマークとしては、具体的には、パターン領域ＰＡの＋Ｙ側近傍には、第１の種類のＡＩＳ−ＲＡマーク（第１マークと呼ぶ）ＡＳ１、ＡＳ２と第２の種類のＡＩＳ−ＲＡマーク（第２マークと呼ぶ）ＡＳ１’、ＡＳ２’がＸ軸に沿って交互に設けられている。また、パターン領域ＰＡの−Ｙ側近傍には、＋Ｙ側と同様、第１マークＡＳ３、ＡＳ４、第２マークＡＳ３’、ＡＳ４’がＸ軸に沿って交互に設けられている。
【００４０】
このうちの第１マークＡＳ１、ＡＳ２それぞれは、図１０（Ａ）に拡大して示されるように、１種類のサーチマーク９１と、２種類のアライメントマーク９４Ａ，９４Ｂとを含む。前記サーチマーク９１は、縦横比が例えば５：１に設定された矩形部分と、該矩形部分の対角線をなす対角線部分とを含んでいる。また、前記アライメントマーク９４Ａ、９４Ｂは、それぞれが複数の縦線パターンと横線パターンを含み、縦線パターンと横線パターンが等間隔で配列されている点は共通しているが、アライメントマーク９４Ａが、縦線と横線が近接配置されている（１本の縦線パターンとこれに近接する横線パターンによって、略Ｌ字状の形状をなしている）のに対し、アライメントマーク９４Ｂが、縦線パターンがＸ軸に沿って配列されるとともに、横線パターンがＹ軸に沿って配列されている点が異なっている。
【００４１】
本実施形態では、図１の反射屈折系の露光装置１００Ａの場合の、空間像計測器ＡＩＳ１，ＡＩＳ２を用いたサーチアライメントを行う際には、計測ステージＭＳＴをＹ軸方向にスキャンすることにより、基準マーク板ＦＭ１上に設けられたスリットＳＬ１、ＳＬ２を、図１０（Ｂ）に示されるアライメントマークＡＳ１，ＡＳ２の像のうちのサーチアライメントマーク９１の投影像９１ａに対してＹ軸方向にスキャンする（図１０（Ｂ）に符号Ｔ１で示された状態）。このスキャン中、スリットから投影像９１ａが入射するので、入射した投影像を空間像計測器ＡＩＳ１、ＡＩＳ２を構成する受光部を介して受光し、サーチアライメントマーク９１のスリットに対するＸ位置及びＹ位置を概略的に求める。
【００４２】
この場合、概略的なＸ位置は、サーチマークの矩形部分の＋Ｙ側の辺から対角線部分までの距離と矩形部分の−Ｙ側の辺から対角線部分までの距離の比から求めることができ、概略的なＹ位置は、サーチマークの矩形部分の＋Ｙ側の辺の位置と−Ｙ側の辺の位置との中点の位置として求めることができる。
【００４３】
また、アライメントマーク９４Ａを用いたアライメントを行う際には、計測ステージＭＳＴをＸ軸及びＹ軸に交差する方向にスキャンすることにより、基準マーク板ＦＭ１上に設けられたスリットＳＬ１、ＳＬ２を、図１０（Ｂ）に示されるアライメントマーク９４Ａの投影像９４Ａａに対してスキャンさせる（図１０（Ｂ）に符号Ｔ２で示された状態）。このスキャン中、スリットを透過した光を空間像計測器ＡＩＳ１、ＡＩＳ２の受光部で受光し、これに基づいてアライメントマーク９４Ａの位置を検出する。
【００４４】
更に、アライメントマーク９４Ｂを用いたアライメントを行う際には、計測ステージＭＳＴをまずＸ軸方向にスキャンすることにより、基準マーク板ＦＭ１上に設けられたスリットＳＬ１、ＳＬ２のうちのＹ軸方向を長手方向とするスリット部分を、図１０（Ｂ）に示されるアライメントマーク９４Ｂの投影像９４Ｂａのうちの縦線パターンの投影像に対してスキャンさせる（図１０（Ｂ）符号Ｔ３で示された状態）。このスキャン中、スリットを透過した光を空間像計測器ＡＩＳ１、ＡＩＳ２の受光部で受光し、これに基づいてアライメントマーク９４ＢのＸ位置を検出する。次いで、計測ステージＭＳＴをＹ軸方向にスキャンすることにより、基準マーク板ＦＭ１上に設けられたスリットＳＬ１、ＳＬ２のうちのＸ軸方向を長手方向とするスリット部分を、図１０（Ｂ）に示されるアライメントマーク９４Ｂの投影像９４Ｂａのうちの横線パターンの投影像に対してスキャンさせる（図１０（Ｂ）符号Ｔ４で示された状態）。このスキャン中、スリットを透過した光を空間像計測器ＡＩＳ１、ＡＩＳ２の受光部で受光し、これに基づいてアライメントマーク９４ＢのＹ位置を検出する。本実施形態においては、２つの空間像計測器ＡＩＳ１、ＡＩＳ２を用いて同時に計測を行っているので、両計測結果に基づいて、レチクルＲ１の水平面内の回転を計測することも可能である。
【００４５】
なお、アライメントマーク９４Ｂは、アライメントマーク９４Ａの予備的なマークであるため、アライメントマーク９４Ａを用いた計測を行う場合には、アライメントマーク９４Ｂを用いた計測を行わなくても良い。
【００４６】
同様にして、−Ｙ側に設けられた第１マークＡＳ３、ＡＳ４についても、空間像計測器ＡＩＳ１、ＡＩＳ２を用いて計測する。
【００４７】
一方、上述した第１マークＡＳ１〜ＡＳ４は、図５の屈折系の露光装置１００Ｂでは、図１０（Ｃ）に示されるような投影像（図１０（Ｂ）の投影像が上下反転したような投影像）を形成するため、基準マーク板ＦＭ２上のスリットＳＬ１、ＳＬ２とは対応しなくなるが、前述した第２マークＡＳ１’〜ＡＳ２’（図９参照）を用いることにより、レチクルＲ１を屈折系の露光装置１００Ｂで使用することが可能となる。
【００４８】
すなわち、第１マークＡＳ１〜ＡＳ４とは上下が反転した、図１０（Ｄ）に拡大して示される第２マークＡＳ１’〜ＡＳ４’（サーチマーク９１’及びアライメントマーク９４Ａ’，９４Ｂ’を含む）は、図５の屈折系の露光装置１００Ｂでは、図１０（Ｂ）と同様の投影像を形成する。従って、これら同様に形成される投影像に対して、基準マーク板ＦＭ２上のスリットＳＬ１’、ＳＬ２’をスキャンすることにより、空間像計測器ＡＩＳ１’、ＡＩＳ２’を用いたサーチアライメント及びレチクルアライメントを行うことが可能となっている。
【００４９】
なお、この場合には、第１マークと第２マークのレチクルＲ１におけるＸ軸方向に関する位置が異なっているので、各露光装置１００Ａ，１００Ｂの制御装置は、第１、第２マークのＸ軸方向に関する位置ずれ分を考慮して計測する必要がある。
【００５０】
なお、本実施形態では、レチクルアライメント系ＲＡａ、ＲＡｂを用いたレチクルアライメント、及び空間像計測器を用いたレチクルアライメントの両方を実行することが可能であるが、いずれか一方のレチクルアライメントのみを行うこととしても良い。この場合、例えば、レチクルアライメント系ＲＡａ，ＲＡｂによるレチクルアライメントができなかった場合にのみ、空間像計測器を用いたレチクルアライメントを行うような処理を行うこととしても良い。
【００５１】
なお、本実施形態においては、レチクルＲ１が、パターン領域ＰＡ内に形成されたパターンが上下対称かつ左右対称である検査用レチクルである場合について説明したため、Ｙ軸方向に関する向きが逆の状態でレチクルステージＲＳＴ上にロードされても特に問題とはならないが、実際の露光に用いられるレチクルのようにＹ軸方向に関する向きが予め定まっている場合には、レチクルＲ１のようなアライメントマークの配置から上下を識別するのが困難である。従って、レチクルの一部に、レチクルのロード方向を識別するためのマークやバーコードなどを設けることとしても良い。
【００５２】
以上詳細に説明したように、本第１の実施形態によると、反射屈折系の投影光学系を有する露光装置１００Ａと屈折系の投影光学系を有する露光装置１００Ｂのいずれにおいても、基準マークＭ１１〜Ｍ２６及びアライメントマークＳ１１〜Ｓ２８の一部を用いたレチクルの位置合わせを行うことができるので、両露光装置１００Ａ，１００Ｂにおいて同一のレチクルを共用することが可能となる。これにより、各露光装置毎に別々のレチクルを用意する必要がないので、低コスト化を図ることが可能となる。
【００５３】
また、同様に、反射屈折系の投影光学系を有する露光装置１００Ａと屈折系の投影光学系を有する露光装置１００Ｂのいずれにおいても、スリットＳＬ１、ＳＬ２及びアライメントマークＡＭ１〜ＡＭ４、ＡＭ１’〜ＡＭ４’の一部を用いたレチクルＲ１の位置合わせを行うことができるので、この点からも、両露光装置１００Ａ，１００Ｂにおいて同一のレチクルを共用することが可能となる。これにより、各露光装置毎に別々のレチクルを用意する必要がないので、低コスト化を図ることが可能となる。
【００５４】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を、図１１、図１２（Ａ）に基づいて説明する。本第２の実施形態は、前述した第１の実施形態と異なり、一のレチクルを反射屈折系の投影光学系を有する露光装置と屈折系の投影光学系を有する露光装置で共用できるように露光装置側に改良を加えている点が異なっている。
【００５５】
図１１には、本実施形態で用いられる検査用レチクルＲ２が示されている。このレチクルＲ２は従来より用いられていたレチクルであり、パターン領域ＰＡのＸ軸方向両側に、一対のサーチマークＳＡ１、ＳＡ２と、６対のレチクルアライメントマークＳ１１〜Ｓ２６とが設けられ、パターン領域ＰＡの＋Ｙ側及び−Ｙ側に２つずつ、ＡＩＳ−ＲＡマークＡＳ１、ＡＳ２、ＡＳ３、ＡＳ４が設けられている。この場合において、レチクルアライメントマークはＸ軸に沿った中心線に対して対称な配置とはなっていない。このような配置としているのは、レチクルＲ２をレチクルステージＲＳＴ上にロードする際のロード方向をレチクルアライメントマークの配置によって認識できるようにするためである。この場合において、レチクルアライメントマークＳ１１（Ｓ２１）とＳ１２（Ｓ２２）との間隔はＳ１２（Ｓ２２）とＳ１３（Ｓ２３）との間隔の１／２に設定されている。同様に、Ｓ１４（Ｓ２４）とＳ１５（２５）との間隔はＳ１５（Ｓ２５）とＳ１６（Ｓ２６）との間隔の１／２に設定されている。
【００５６】
本実施形態では、レチクルＲ２のレチクルアライメントマークＳ１１〜Ｓ２６を用いたレチクルアライメントを行うことができるようにするため、例えば、図１の反射屈折系の露光装置１００Ａの基準マーク板ＦＭ１と図５の屈折系の露光装置１００Ｂの基準マーク板ＦＭ２として、図１２（Ａ）に示されるような基準マーク板を採用することとしている。すなわち、図１の露光装置１００Ａでは、レチクルアライメントマークＳ１１〜Ｓ２６が左右反転して投影されることとなるが、この場合でも基準マーク（Ｍ１１，Ｍ１２，Ｍ１４、Ｍ１５，Ｍ１６，Ｍ１８及びＭ２１，Ｍ２２，Ｍ２４、Ｍ２５，Ｍ２６，Ｍ２８）を用いることによりレチクルアライメントを行うことが可能であり、図５の露光装置１００Ｂでは、レチクルアライメントマークＳ１１〜Ｓ２６が左右反転するとともに上下反転して投影されることとなるが、この場合でも基準マーク（Ｍ１１，Ｍ１３，Ｍ１４、Ｍ１５，Ｍ１７，Ｍ１８及びＭ２１，Ｍ２３，Ｍ２４、Ｍ２５，Ｍ２７，Ｍ２８）を用いることによりレチクルアライメントを行うことが可能である。
【００５７】
なお、上記構成を採用した場合、計測に用いられる基準マークが異なるので、各露光装置の制御装置では、用いる基準マークを考慮してステージの位置決めを行うようにする。
【００５８】
以上説明したように、本第２の実施形態によると、基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２が、露光装置１００Ａで用いられるレチクルの投影像と露光装置１００Ｂで用いられるレチクルの投影像とのいずれにも対応するように配置された基準マークＭ１１〜Ｍ２８を有しているので、レチクルを共用することが可能であり、低コスト化を図ることが可能となる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、基準マーク板上のマークの配置を２種類の露光装置（１００Ａ，１００Ｂ）で共通化する場合について説明したが、これに限らず、例えば、図１の露光装置１００Ａにおける基準マーク板ＦＭ１上のマークの配置は図６のままにして、図５の露光装置１００Ｂにおける基準マーク板として、基準マーク板ＦＭ１のマーク配列を上下反転したようなマーク配列を有する図１２（Ｂ）に示されるような基準マーク板ＦＭ２’を採用することもできる。これにより、図１１のレチクルＲ２を用いて、露光装置１００Ａ，１００Ｂのいずれにおいても、全レチクルアライメントマーク（Ｓ１１〜Ｓ２６）と全基準マーク（Ｍ１１〜Ｍ２６）とを対応させることができるので、レチクルＲ２を両露光装置で共用することが可能である。
【００６０】
なお、上記第２の実施形態では、レチクルアライメントマーク及び基準マークの配列について説明したが、これに限られるものではない。すなわち、露光装置１００Ａ，１００Ｂにおける各基準マーク板ＦＭ１，ＦＭ２に、スリットＳＬ１，ＳＬ２とともに、スリットＳＬ１、ＳＬ２を上下反転したスリットＳＬ３，ＳＬ４を設けることとしても良い（図１３（Ａ）参照）。この場合、スリットＳＬ１とスリットＳＬ２のＸ軸方向に関する距離とスリットＳＬ３とスリットＳＬ４のＸ軸方向に関する距離が同一に設定されている。
【００６１】
このようなスリットＳＬ１〜ＳＬ４を設けることにより、露光装置１００ＡにおいてレチクルＲ２を用いる場合には、スリットＳＬ１、ＳＬ２を用い、露光装置１００ＢにおいてレチクルＲ２を用いる場合には、スリットＳＬ３、ＳＬ４を用いることによりレチクルアライメントを行うことができる。また、レチクルＲ２とは上下が反転したようなＡＩＳ−ＲＡマークが形成されているレチクルを用いる場合には、露光装置１００ＡではスリットＳＬ３、ＳＬ４を用い、露光装置１００ＢではスリットＳＬ１、ＳＬ２を用いることにより、レチクルアライメントを行うことができる。
【００６２】
なお、例えばレチクルＲ２と同一のＡＩＳ−ＲＡマークのみを用いる場合には、露光装置１００Ａの基準マーク板ＦＭ１にはスリットＳＬ１，ＳＬ２のみを設け、露光装置１００Ｂの基準マーク板ＦＭ２にはスリットＳＬ３、ＳＬ４のみを設けることとしても良い。
【００６３】
なお、スリットとしては、図１３（Ｂ）に示されるようなスリットＳＬＡ、ＳＬＢを採用することもできる。このスリットＳＬＡ、ＳＬＢは、Ｙ軸方向を長手方向とするスリット（Ｙスリット）を１つ、Ｘ軸方向を長手方向とするスリット（Ｘスリット）を２つ有し、全体としてＵ字状の形状をなしている。このうち２つのＸスリットそれぞれは、不図示のシャッタにより閉塞可能となっており、閉塞されることにより、＋Ｚ側からの光の入射が遮られるようになっている。
【００６４】
このような構成とすることにより、例えば、露光装置１００ＡにおいてレチクルＲ２を用いる場合には、−Ｙ側のＸスリットをシャッタにより閉塞することで上記実施形態と同様にしてレチクルアライメントを行うことができ、露光装置１００ＢにおいてレチクルＲ２を用いる場合には、＋Ｙ側のＸスリットをシャッタにより閉塞することで上記実施形態と同様にしてレチクルアライメントを行うことができる。
【００６５】
なお、スリットＳＬＡ，ＳＬＢを採用する場合には、空間像計測器に２つのＸスリット及び１つのＹスリットそれぞれに対応して３つの受光部を設けることとしても良い。
【００６６】
なお、上記第１の実施形態で説明した露光装置１００Ａ，１００Ｂ（基準マーク板ＦＭ１、ＦＭ２が同一のマーク配置）において、図１１に示されるようなレチクルＲ２を用いる場合には、露光装置１００Ａと１００Ｂとで、レチクルＲ２をロードする向きを水平面内で１８０°反転してレチクルステージＲＳＴ上にロードすることとしても良い。このようにすることで、いずれの露光装置においても、レチクルアライメントマークの全て及びＡＩＳ−ＲＡマークを用いてレチクルアライメントを行うことが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明したように、本発明のマスクは、露光装置に用いるのに適している。また、本発明の露光装置及び露光方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置を示す概略図である。
【図２】図１の露光装置の投影光学系を示す図である。
【図３】図１の計測ステージ上に設けられる基準マーク板を示す平面図である。
【図４】図４（Ａ）は、反射屈折系の投影光学系を有する露光装置におけるレチクルパターンの投影像を説明するための図であり、図４（Ｂ）は、屈折系の投影光学系を有する露光装置におけるレチクルパターンの投影像を説明するための図である。
【図５】第１実施形態に係る屈折系の投影光学系を有する露光装置を示す概略図である。
【図６】図５のウエハステージ上に設けられる基準マーク板を示す平面図である。
【図７】第１の実施形態で用いられる計測用レチクルの平面図である。
【図８】図８（Ａ）は、図１の露光装置におけるレチクルアライメントを、図８（Ｂ）は、図５の露光装置におけるレチクルアライメントを説明するための図である。
【図９】レチクルＲ１上に形成されたＡＩＳ−ＲＡマークを説明するための図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）は、空間像計測器を用いたレチクルアライメントを説明するための図である。
【図１１】第２の実施形態に係る計測用レチクルの平面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第２の実施形態に係る基準マーク板を示す平面図であり、図１２（Ｂ）は、変形例（その１）に係る基準マーク板を示す平面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、変形例（その２）に係るスリットの配置を示す図であり、図１３（Ｂ）は、変形例（その３）に係るスリットの構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００６９】
１００Ａ…露光装置（第２のタイプの露光装置）、１００Ｂ…露光装置（第１のタイプの露光装置）、ＡＳ１〜ＡＳ４、ＡＳ１’〜ＡＳ４’…ＡＩＳ−ＲＡマーク（アライメントマーク）、ＦＭ１、ＦＭ２…基準マーク板（基準部材）、Ｍ１１〜Ｍ２６…基準マーク、Ｓ１１〜Ｓ２８…レチクルアライメントマーク（アライメントマーク）、ＳＬ１、ＳＬ２…スリット、ＰＬ、ＰＬ’…投影光学系、Ｒ、Ｒ１、Ｒ２…レチクル（マスク）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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